半连续RAFT聚合制备丙烯酰胺支化聚合物
发布时间：2022-07-02 12:59
丙烯酰胺类聚合物（PAM）是一类重要的水溶性聚合物,广泛应用于污水处理、造纸、采油等领域,2010年我国聚丙烯酰胺的年需求量达45万吨。絮凝剂是聚丙烯酰胺最重要的应用之一,其絮凝性能通常受到电荷密度及分布以及分子拓扑结构等因素的影响,而目前的聚丙烯酰胺絮凝剂产品都是通过传统自由基聚合生产制备的无规线性共聚物,不仅电荷密度随着反应的进行发生漂移且电荷在絮凝过程达不到高效利用,而且聚合物的结构也不能得到良好的调控,使用时还存在高黏度难溶解等问题。超支化聚合物具有高度支化且分子内带有大量官能团端基,与相同分子量的线性聚合物相比具有易溶解、低黏度等优点。超支化聚合物通常通过AB。型单体的缩聚或自缩聚乙烯基聚合（SCVP）制得,但相应的单体合成不易。可控／“活性”自由基聚合（CLRP）技术的出现为超支化聚合物的合成开辟了新途径。可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合是目前被广泛使用的CLRP技术之一,因其对各种极性和非极性单体及溶剂的通用性以及温和的聚合条件而被广泛用于制备各种拓扑结构的聚合物如嵌段共聚物、星型聚合物、超支化聚合物等。本文采用半连续工艺进行丙烯酰胺（AM）与二烯类单体N,N’-亚甲...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
第二章 文献综述
2.1 丙烯酰胺类水溶性聚合物及其应用
2.2 絮凝机理
2.2.1 溶液中粒子相互作用力
2.2.2 絮凝机理
2.3 影响聚合物絮凝效果的因素
2.4 可控/“活性”自由基聚合(CLRP)
2.4.1 氮氧自由基聚合
2.4.2 原子转移自由基聚合
2.4.3 可逆加成断裂链转移聚合
2.5 RAFT聚合对聚合物结构的控制
2.5.1 RAFT聚合制备星型聚合物
2.5.2 RAFT聚合制备超支化聚合物
2.6 课题的提出
第三章 丙烯酰胺水溶液RAFT聚合
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 RAFT链转移剂的合成
3.2.3 丙烯酰胺水溶液RAFT聚合
3.2.4 聚合物分析与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 聚合温度的影响
3.3.2 [BCPA]_0/[I]_0的影响
3.3.3 pH值的影响
3.4 小结
第四章 不同加料策略定制支化聚丙烯酰胺
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 “臂先”法制备s-PAM
4.2.3 “核先”法制备s-PAM
4.2.4 恒速滴加BisAM制备b-PAM
4.2.5 间歇RAFT聚合制备b-PAM
4.3 聚合物分析与表征
4.3.1 气相色谱(GC)
4.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
4.3.3 ~1H NMR
4.4 结果与讨论
4.4.1 AF法制备的s-PAM
4.4.2 CF法制备的s-PAM
4.4.3 SB和BA法制备的b-PAM
4.4.4 不同加料策略对聚合物链结构的影响
4.5 小结
第五章 丙烯酰胺半连续RAFT聚合支化动力学
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 半连续RAFT聚合制备超支化聚丙烯酰胺
5.2.3 丙烯酰胺间歇RAFT聚合动力学
5.2.4 丙烯酰胺半连续RAFT聚合动力学
5.3 聚合物分析与表征
5.3.1 气相色谱(GC)
5.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
5.3.3 ~1H NMR和~(13)C NMR
5.4 结果与讨论
5.4.1 不同聚合条件制备b-PAM
5.4.2 丙烯酰胺半连续RAFT聚合过程研究
5.5 小结
第六章 丙烯酰胺半连续RAFT聚合支化动力学模型
6.1 引言
6.2 半连续RAFT聚合动力学模型的建立
6.2.1 RAFT聚合基元反应
6.2.2 矩方法
6.2.3 半连续反应器模型
6.2.4 扩散控制终止模型
6.2.5 初级环化与次级环化
6.3 结果与讨论
6.3.1 滴加速率的影响
6.3.2 BisAM用量的影响
6.4 小结
第七章 阳离子型超支化聚丙烯酰胺的制备
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 实验原料
7.2.2 制备PAM-b-DMC嵌段共聚物
7.2.3 制备阳离子型超支化聚丙烯酰胺
7.3 聚合物分析与表征
7.3.1 气相色谱(GC)
7.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
7.3.3 ~1H NMR
7.4 结果与讨论
7.4.1 以线性PAM作为大分子RAFT制备PAM-b-PDMC
7.4.2 以超支化PAM作为大分子RAFT制备阳离子型超支化PAM
7.5 小结
第八章 聚丙烯酰胺絮凝的研究
8.1 引言
8.2 实验部分
8.2.1 实验原料
8.2.2 TiO_2悬浊液的配制
8.2.3 浊度测定
8.2.4 粒径分布(PSD)
8.3 结果与讨论
8.3.1 样品用量对絮凝的影响
8.3.2 絮凝速率
8.3.3 絮体粒径分布(PSD)
8.3.4 与工业絮凝剂产品的比较
8.4 小结
第九章 结论和创新点
9.1 主要结论
9.2 主要创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
个人简历
本文编号：3654407
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
第二章 文献综述
2.1 丙烯酰胺类水溶性聚合物及其应用
2.2 絮凝机理
2.2.1 溶液中粒子相互作用力
2.2.2 絮凝机理
2.3 影响聚合物絮凝效果的因素
2.4 可控/“活性”自由基聚合(CLRP)
2.4.1 氮氧自由基聚合
2.4.2 原子转移自由基聚合
2.4.3 可逆加成断裂链转移聚合
2.5 RAFT聚合对聚合物结构的控制
2.5.1 RAFT聚合制备星型聚合物
2.5.2 RAFT聚合制备超支化聚合物
2.6 课题的提出
第三章 丙烯酰胺水溶液RAFT聚合
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 RAFT链转移剂的合成
3.2.3 丙烯酰胺水溶液RAFT聚合
3.2.4 聚合物分析与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 聚合温度的影响
3.3.2 [BCPA]_0/[I]_0的影响
3.3.3 pH值的影响
3.4 小结
第四章 不同加料策略定制支化聚丙烯酰胺
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 “臂先”法制备s-PAM
4.2.3 “核先”法制备s-PAM
4.2.4 恒速滴加BisAM制备b-PAM
4.2.5 间歇RAFT聚合制备b-PAM
4.3 聚合物分析与表征
4.3.1 气相色谱(GC)
4.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
4.3.3 ~1H NMR
4.4 结果与讨论
4.4.1 AF法制备的s-PAM
4.4.2 CF法制备的s-PAM
4.4.3 SB和BA法制备的b-PAM
4.4.4 不同加料策略对聚合物链结构的影响
4.5 小结
第五章 丙烯酰胺半连续RAFT聚合支化动力学
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 半连续RAFT聚合制备超支化聚丙烯酰胺
5.2.3 丙烯酰胺间歇RAFT聚合动力学
5.2.4 丙烯酰胺半连续RAFT聚合动力学
5.3 聚合物分析与表征
5.3.1 气相色谱(GC)
5.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
5.3.3 ~1H NMR和~(13)C NMR
5.4 结果与讨论
5.4.1 不同聚合条件制备b-PAM
5.4.2 丙烯酰胺半连续RAFT聚合过程研究
5.5 小结
第六章 丙烯酰胺半连续RAFT聚合支化动力学模型
6.1 引言
6.2 半连续RAFT聚合动力学模型的建立
6.2.1 RAFT聚合基元反应
6.2.2 矩方法
6.2.3 半连续反应器模型
6.2.4 扩散控制终止模型
6.2.5 初级环化与次级环化
6.3 结果与讨论
6.3.1 滴加速率的影响
6.3.2 BisAM用量的影响
6.4 小结
第七章 阳离子型超支化聚丙烯酰胺的制备
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 实验原料
7.2.2 制备PAM-b-DMC嵌段共聚物
7.2.3 制备阳离子型超支化聚丙烯酰胺
7.3 聚合物分析与表征
7.3.1 气相色谱(GC)
7.3.2 三检测凝胶渗透色谱(Triple detector GPC)
7.3.3 ~1H NMR
7.4 结果与讨论
7.4.1 以线性PAM作为大分子RAFT制备PAM-b-PDMC
7.4.2 以超支化PAM作为大分子RAFT制备阳离子型超支化PAM
7.5 小结
第八章 聚丙烯酰胺絮凝的研究
8.1 引言
8.2 实验部分
8.2.1 实验原料
8.2.2 TiO_2悬浊液的配制
8.2.3 浊度测定
8.2.4 粒径分布(PSD)
8.3 结果与讨论
8.3.1 样品用量对絮凝的影响
8.3.2 絮凝速率
8.3.3 絮体粒径分布(PSD)
8.3.4 与工业絮凝剂产品的比较
8.4 小结
第九章 结论和创新点
9.1 主要结论
9.2 主要创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
个人简历
本文编号：3654407
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